1-1.研究動機
台灣位於歐亞板塊與菲律賓海板塊間的聚合性板塊邊界上(圖 1-1),至 今仍受到造山運動的影響而持續抬升(Wu, 1978; Teng, 1990; Shyu et al., 2005),
為災害性地震頻繁發生的區域。在上個世紀全台就發生了 47 場有災害紀錄的 地震,其中以發生於 1935 年 4 月 21 日的新竹-台中地震,以及 1999 年 9 月 21 日的集集地震最為嚴重,分別造成數千名人員傷亡(中央氣象局,2008)。 因此活動構造的研究所提供的資訊,是台灣防災規劃的重要參考資料。
圖 1-1:台灣周圍的構造示意圖(修改自 Shyu et al.,2005)。台灣位於歐亞板塊與菲律賓海板 塊的邊界上,因位於菲律賓海板塊上的呂宋島弧向西北移動並碰撞至歐亞大陸邊緣,形成 一系列東北-西南走向的山脈,圖中灰色部分標示了台灣主要的構造變形分區,由東到西分 別為:海岸山脈(Coastal Range, CoR)、中央山脈(Central Range, CeR)以及西部麓山帶(Western Foothills, WF),而其西側的變形前緣(Deformation Front, DF)代表著造山運動影響的西界。
藍線為圖 1-3 剖面的位置。
在台灣眾多有關活動斷層的文獻之中,以中華民國經濟部中央地質調查 所(以下簡稱地調所)公布的「活動斷層分布圖」(圖 1-2a)最廣為人知,經 常被民間機關、教科書以及網路媒體所引用。然而若查閱其他針對台灣構造的 研究(e.g., Shyu et al., 2005; Ota et al., 2009),可以發現不少被認為仍在活動的 構造並未被地調所納入圖中,可見在這個領域仍然有許多值得進一步仔細研 究的空間。
本研究選擇針對苗栗從後龍溪口至苑裡之間沿海地區的活動構造探討,
一方面是因為 1935 年新竹-台中地震的三個月之後(同年 7 月 17 日),在後龍 溪口附近發生了規模 6.2 的地震,造成了 44 人死亡,(台中州,1936),顯示 這個區域確實受到地震災害的威脅;另一方面若觀察該區域地形,此處的丘陵 一路從內陸延伸至海岸線附近(1-2b),顯示整個區域可能都受到造山作用影 響 而 抬 升 。 此 外 不 少 前 人 的 研 究 將 台 灣 西 部 的 造 山 前 緣 畫 在 苗 栗 外 海 (e.g., Teng, 1996; Lacombe et al., 2003; Shyu et al., 2005),這也暗示著苗栗的沿 海地區確實位於造山活動的影響範圍內,理應是一個構造活動的區域。
圖 1-2:苗栗地區之活動斷層。(a)地調所所發布的台灣活動斷層圖;以及苗栗沿海地區(紅 框內)的(b)衛星空拍圖(摘自 Google Earth),圖中兩條紅線分別為獅潭斷層以及三義斷層,
黃框為本研究的目標區域。可以明顯看出苗栗地區丘陵地形西緣緊鄰海岸線,與兩條官方 所標示的活動斷層有相當的距離,顯示沿岸地區丘陵的形成與它們關係不大,可能受到其
但檢視地調所公布的活動斷層圖,在苗栗境內僅標示了獅潭及三義這兩 條斷層(圖 1-2),且皆位於內陸地區,考慮到台灣造山運動的整體架構,苗栗 所在的西部麓山帶是由一系列向東傾的褶皺逆衝斷層所構成(如圖 1-3),本 研究區域的地形可能指示在更西側有構造活動的跡象。而在地調所公布的地 質圖 或 其 他前 人的 研 究 文獻 中(Suppe and Namson, 1979; Namson, 1981;
Deffontaines et al., 1997; 張憲卿,1990,1994),確實提及在這個區域內存在著 數個構造,諸如斧頭坑斷層、龍港斷層等(詳見 2-3 節),然而這些文獻鮮少 討論這些構造的活動程度。
綜合以上所述,本研究認為苗栗沿海地區是具有地震災害風險,卻缺乏活 動構造相關研究的區域,因此有必要在這個區域內針對活動構造進行更深入 的研究,做為未來評估地震災害風險以及制訂防災計畫的參考。
圖 1-3:台灣構造示意圖(改自 Yu et al., 1997),剖面位置參考圖 1-1。西部麓山帶受造山 擠壓的影響,形成一系列東北-西南走向的褶皺,向東傾斜的逆衝斷層,也就是所謂的「褶 皺逆衝帶(Fold-and-thrust belt)」(Suppe, 1976)。
1-2.研究對象
前人在構造研究方面大多是使用地下的地層資料,例如震測或鑽井資料 等(e.g., Suppe and Namson, 1979; Namson, 1981; Yang et al., 1997)。由於這些地 層的存在時間較長,其反映出的是比較長期的構造活動所累積的變形,這當中 可能包含現在已經不再活動的構造所造成的影響。但本研究希望得到的是構 造「目前的」活動狀況,因此研究對象反映的年代要盡可能的接近現代,基於 這樣的出發點,相對於前人所使用的地層資料來說,地形所受到的變形更能反 映構造近期的活動狀況,所以本研究決定從地形相關的研究著手。
圖 1-4:研究區域之衛星影像。從研究區域的衛星影像(a)中可以初步辨識在好望角(b)以及 大坪頂(c)附近有階地的存在。橘線所標示的是利用衛星影像初步辨識的階地分布位置。
從 Google Earth 所提供的衛星影像中可以看出,在苗栗沿海地區的丘陵當 中有許多階面的存在(圖 1-4),而階地確實是構造地形學當中常見的研究對
象 , 在 台 灣 西 部 麓 山 帶 也 有 許 多 利 用 階 地 來 探 討 構 造 活 動 的 相 關 研 究 (e. g., Chen et al., 2004; Ota et al., 2006; Ota et al., 2009)。因此我們認為階地對
於探討苗栗沿海地區的構造活動而言,是很適當的材料。
1-3.研究目的
本研究的目的是藉由苗栗沿海地區的階地地形,探討這個區域的活動構 造的位置、形貌以及活動速率。
本研究之主要研究材料為研究區域內的階地,因此必須先確認這些階地 的形成過程與構造活動之間是否有直接的關聯性。在確認階地與構造的關係 後,利用 DEM(digital elevation model,數值高程模型)來辨識並繪製此地的 階地分布圖,並利用階地的高度及分布範圍等資料,推測階地形成以來受到構 造作用所累積的變形量,並藉此推測構造在地表附近的位置以及其活動程度。
除了階地的地形資料以外,藉由在階面上進行槽溝挖掘所得到的樣本,可以得 到階面之形成年代,搭配階地所受的變形量,可進一步推算階面所受到的變形 速率。